Выпускная система, система выпуска отработавших газов, выхлопная система – назначение, устройство

Выпускная система (другое наименование - система выпуска отработавших газов, выхлопная система) предназначена для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя, их охлаждения, а также снижения шума и токсичности.

Система выпуска отработавших газов включает множество конструктивных элементов, среди которых выпускной коллектор, каталитический нейтрализатор, сажевый фильтр (на дизельных двигателях), глушитель и соединительные трубы.

Все конструктивные элементы выпускной системы расположены под днищем автомобиля.

Выпускной коллектор обеспечивает непосредственный отвод отработавших газов, а также продув цилиндров двигателя. Форма и размеры выпускного коллектора определяют характер колебательного процесса отработавших газов в выпускной системе, и в итоге влияют на мощность и крутящий момент двигателя. Колебательный процесс отработавших газов в выпускной системе должен быть согласован с колебательным процессом топливно-воздушной смеси в впускной системе.

На выпускной коллектор приходится самая большая температурная нагрузка, поэтому он изготавливается, как правило, из жаропрочного чугуна. К выпускному коллектору крепиться приемная труба глушителя.

Для изоляции конструктивных элементов выпускной системы от вибрации двигателя используется виброизолирующая муфта (обиходное название - сильфон). Сильфон представляет собой гибкий металлический шланг, закрытый стальной оболочкой.

Каталитический нейтрализатор предназначен для уменьшения концентрации вредных веществ в отработавших газах. В обиходе каталитический нейтрализатор называют катализатором. Разные модели автомобилей различаются конструкцией и расположением каталитических нейтрализаторов. На современных автомобилях применяются трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы, защищающие от трех вредных веществ - несгоревших углеводородов, оксида углерода и оксида азота.

На дизельных двигателях применяется сажевый фильтр, который обеспечивает снижение выброса сажи в атмосферу с отработавшими газами. В выпускной системе сажевый фильтр может быть объединен с каталитическим нейтрализатором.

В современном автомобиле помимо выпускной системы применяются и другие экологические системы - вентиляции картера, рециркуляции отработавших газов, улавливания паров бензина.

Кислородный датчик служит для управления составом топливно-воздушной смеси двигателя за счет измерения кислорода в отработавших газах. Кислородный датчик хоть и устанавливается в выпускной системе, является конструктивным элементом системы управления двигателем.

В современных системах управления устанавливается два кислородных датчика – один перед каталитическим нейтрализатором, другой – за ним. Помимо кислородного датчика в выпускном тракте могут устанавливаться другие входные устройства: датчик температуры отработавших газов, датчик оксидов азота.

Глушитель, как следует из названия, предназначен для снижения уровня шума и преобразования энергии отработавших газов. Глушитель состоит из нескольких частей. В большинстве своем глушитель включает два элемента - предварительный глушитель (резонатор) и основной глушитель. Снижение шума в глушителе происходит за счет наложения звуковых волн, многократного изменения направления и величины потока отработавших газов, а также их поглощения.

На спортивных автомобилях, а также при тюнинге автомобиля устанавливаются так называемые прямоточные глушители, обеспечивающие прирост мощности двигателя.

Источники: http://systemsauto.ru/output/output.html

Система выпуска отработавших газов представляет собой совокупность элементов глушителя соединенных с выпускным коллектором. В разрыв приемной трубы и резонатора возможна установка катализатора отработавших газов. Система предназначена для удаления, очистки выбросов и уменьшения шумов выхлопных газов.

Выхлопная система автомобиля связана с работой газораспределительного механизма, а именно с выпускными клапанами и выпускным коллектором. В состав системы входят:

1. приемная труба (в народе именуемая «штаны»);
2. катализатор (на двигателях стандарта от евро-2);
3. резонатор;
4. глушитель;
5. датчики (лямбда-зонд).

Также в выхлопную систему может входить сажевый фильтр.

Теперь обо всем по порядку.

• Приемная труба представляет собой изогнутую, под определенную установку трубу с приваренной подошвой для присоединения к выпускному коллектору или выходу турбонагнетателя. «Штаны» изготавливаются из огнестойкого металла, реже из нержавейки. У двигателей автомобилей повышенной мощности могут применяться несколько приемных труб.
• Резонатор представляет собой «банку» глушителя, где происходит первый этап разделения потока выхлопных газов, а так же уменьшения скорости выхлопа. Изготавливается так же из огнеупорного металла.
• Катализатор , устройство очистки выхлопных газов. Выполнен в виде емкости из металла с внутренним огнеупорным слоем. Внутри емкости находится «тело» катализатора, которое можно разделить на две категории – керамическое или металлическое. Керамический катализатор это трехкомпонентный нейтрализатор выхлопа. Первый элемент это проволочная сетка из нержавеющей стали, которая покрывает подушку из керамического материала (второй элемент), обычно это силикат алюминия с частицами слюды. Третий элемент – теплоизоляция, (термоустойчивый корпус с двойными стенками). Металлический катализатор состоит из гофрированной фольги покрытой активным слоем, обычно это палладий или платина. Но в целом его конструкция совпадает с керамическим катализатором.
• Датчик (лямбда-зонд) – это чувствительный кислородный элемент, устанавливаемый на резьбовое соединение, чувствительным элементом должен соприкасаться с выхлопными газами.
• Глушитель , это емкость из металла (банка), у которой имеется внутри несколько перегородок, предназначенных для изменения направления потока выхлопных газов и, как следствие, уменьшение уровня шума.

Принцип работы системы следующий: при открывании выпускного клапана, отработанные газы попадают в выпускной коллектор. В бензиновых двигателях они продвигаются дальше по приемной трубе. В дизельных вариантах отработанные газы приводят в действие крыльчатку турбокомпрессора, и только затем попадают в приемную трубу. Далее газы попадают в катализатор. В катализаторе происходит оседание на поверхность активного элемента вредных примесей. Надо отметить, что катализатор работает только при высокой температуре (от 250 градусов) . Контролирует состав отработанных газов датчик лямбда-зонд. Существуют системы выхлопа с двумя датчиками, на входе катализатора и выходе. Такие системы более точно отражают соотношение топлива и воздуха в смеси. Управляющий сигнал с датчиков подается на систему управления впрыска и в зависимости от содержания вредных примесей регулируется подача воздуха или топлива в цилиндры. После прохождения катализатора выхлоп «гасится» в резонаторе и далее поступает в глушитель. В глушителе резко меняется направление движения выхлопных газов и уменьшается их шум. После выхлопные газы улетучиваются в атмосферу.

Следует отметить, что эффективность отвода выхлопа зависит от диаметра труб, чистоты катализатора и глушителя . В противном случае отработанные газы могут скапливаться в цилиндрах, что приведет к снижению мощности двигателя и в некоторых случаях выходу из строя топливной системы.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Источники: http://autoustroistvo.ru/dvigatel-dvs/sistema-vypuska-otrabotavshih-gazov/

Система предназначена, для выброса в атмосферу отработавших газов, частичного отвода тепла от двигателя, а также для снижения шума при работе двигателя.

Она состоит из двух выпускных коллекторов, двух приемных труб, гибкого металлического рукава, глушителя.

Каждый выпускной коллектор обслуживает один ряд цилиндров и крепится к блоку цилиндров тремя болтами. Коллекторы соединены с головками цилиндров патрубками. Разъемное выполнение соединения коллектор-патрубок-головка позволяет компенсировать тепловые деформации, возникающие при работе двигателя.

Рис. 52. Индикатор засоренности воздухоочистителя:

1 — диск; 2 — красный бара бан

Рис. 53. Схема системы питания двигателя воздухом и выпуска отработавших газов:

1 — газоотводящая трубка сапуна; 2 — сапун; 3 — маслосливная трубка сапуна; 4 — впускной воздухопровод двигателя; 5 — выпускной коллектор; 6 — глушитель

Приемные трубы объединены тройником и соединены с глушителем гибким металлическим рукавом, который компенсирует погрешности сборки и температурные деформации деталей системы. В каждой приемной трубе установлена заслонка вспомогательного тормоза.

На автомобиле установлен комбинированный активно-реактивный глушитель. Активный глушитель работает по принципу преобразования звуковой энергии в тепловую, что осуществляется установкой на пути газов перфорированных перегородок, в отверстиях которых поток газов дробится и пульсация затухает. В реактивном глушителе используется принцип акустической фильтрации звука. Этот глушитель представляет собой ряд акустических камер, соединенных последовательно.

Рис. 54. Система выпуска отработавших газов:

1 — двигатель; 2 — левая приемная труба; 3 — правая приемная труба; 4 — пневматические цилиндры вспомогательного тормоза; 5 — вспомогательные тормоза; 6 — тройник; 7— рукав приемных труб; 8 — глушитель; 9 — рама

Отсос газов из картера двигателя осуществляется через сапун и газоотводящую трубку. Сапун установлен на двигателе. Удаление газов, проникающих в картер двигателя, происходит за счет разности давлений в картере двигателя и атмосферного.

Система выпуска отработавших газов предназначена для отвода в атмосферу отработавших газов, снижения шума их выпуска, частичного отвода тепла от двигателя и отсоса пыли из воздушного фильтра. Для уменьшения противодавления на выпуске, из цилиндров двигателя отработавшие газы отводятся вначале раздельно из каждого цилиндра с последующим соединением их в один поток.

Система выпуска отработавших газов автомобилей КамАЗ-5320 и КамАЗ-4310 включает в себя два выпускных коллектора, две приемные трубы, гибкий металлический рукав и глушитель.

Выпускной коллектор обслуживает один ряд цилиндров. Он изготавливается из серого чугуна и состоит из четырех выпускных патрубков и коллектора. Выпускные патрубки соединяют коллектор с выпускными отверстиями головок цилиндров. Патрубки крепятся с наружных сторон головок блока тремя болтами к каждой головке, коллекторы — тремя болтами к блоку. Разъемное выполнение соединения коллектор — патрубок — головка позволяет компенсировать тепловые деформации, возникающие при работе двигателя» и повышает герметичность стыков. Уплотнение прилегающих фланцев выпускных патрубков к головкам блока обеспечивается устанавливаемыми между ними металлоасбестовыми прокладками.

Приемные трубы изготовлены из специальной стали, стойкой против коррозии, от воздействия высоких температур и химических агрессивных веществ, содержащихся в отработавших газах. С одной стороны они через уплотнительные прокладки соединяются с фланцами коллекторов, с другой стороны объединены тройником и через гибкий металлический рукав соединены с глушителем. В каждой выпускной трубе установлены заслонки моторного тормоза.

Гибкий металлический рукав компенсирует температурные деформации деталей системы и погрешности сборки вследствие нарушения соосности деталей.

Глушитель активно-реактивный предназначен для уменьшения шума выпуска отработавших газов и отвода их в направлении, наименее мешающем водителю, транспортным средствам, и пешеходам. Он изготовлен из листовой стали и подвешен эластично снизу к раме автомобиля. Конструкция глушителя неразборная. Внутри корпуса глушителя размещены перегородки и перфорированная труба. Активная часть глушителя работает по принципу преобразования звуковой энергии в тепловую за счет установки на пути газов перфорированной трубы, в отверстиях которой происходит дробление: потока газов и затухание его пульсации. В реактивной части глушителя используется принцип акустической фильтрации звука в ряде последовательно соединенных акустических камер, образованных. перепородками.

Газы, выходящие из глушителя через эжектор, создают разрежение в трубопроводе, соединенном с полостью первой ступени очистки воздушного фильтра- посредством патрубка отбора, пыли.

Система выпуска отработавших газов автомобиля Урал-4320 имеет конструктивные отличия, связанные с установкой узлов вспомогательной тормозной системы, газоотборника заслонки отключения эжектора и клапана для преодоления глубоких бродов.

Глушитель прикреплен хомутами к раме. Приемные трубопроводы глушителя: фланцами через, прокладки соединены с выпускными коллекторами и кронштейном прикреплены к коробка передач. Возможные смещения приемных труб воспринимаются компенсаторами. Эжектор трубой соединен с патрубком отсоса шли из воздушного фильтра. В трубе смонтирована заслонка отключения эжектора. На приемных трубах глушителя установлены заслонки вспомогательной тормозной системы с пневматическими цилиндрами управления ими. Подробнее конструкция и работа вспомогательной тормозной системы рассмотрены в главе «Тормозные системы». В левую приемную трубу вварен газоотборник, используемый для дезактивации и дегазации автомобиля. При преодолении брода на конце выпускной трубы установлен клапан с заслонкой. Шарнир заслонки при установке клапана должен находиться сверху. В процессе движения усилиями выхлопных газов заслонка клапана открывается, обеспечивая их выход. В случае внезапной остановки двигателя заслонка закрывается и предохраняет систему выпуска газов от попадания воды.

Рис. 2.50. Система выпуска отработавших газов автомобиля Урал-4320:

1—клапан для преодоления брода; 2 — выпускная труба; 3 — эжектор; 4— труба эжектора; 5 — хомут; 6 — корпус эжектора; 7 — заслонка эжектора; 8 — рычаг заслонки эжектора; 9 — газоотборник; 10, 13 — тормозные механизмы (заслонки) вспомогательной тормозной системы; 11,15—пневматические цилиндры привода заслонок вспомогательной тормозной системы; 12—приемные трубы глушителя; 14 — кронштейн; 16 — компенсаторы; 17 — глушитель; 18 — хомут; 19 — корпус вспомогательной тормозной системы; 20 — заслонка вспомогательной тормозной системы

При работе двигателя и открытой заслонке эжектора в трубопроводе и полости воздушного фильтра создается разрежение, обеспечивающее отсос пыли в выпускную трубу глушителя. В случаях преодоления брода или использования комплекта специальной обработки автомобиля для предохранения фильтрующего элемента воздушного фильтра заслонка эжектора закрывается, рычаг заслонки эжектора при этом устанавливается перпендикулярно к продольной оси трубопровода. При переводе рычага заслонки эжектора через среднее положение заслонка эжектора под действием пружины закрывает отверстие. После преодоления брода или отключения газоотборника заслонка эжектора должна быть открыта, при этом рычаг заслонки эжектора должен быть установлен вдоль трубопровода;.

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Остались вопросы по теме:

"Назначение, устройство и работа системы выпуска отработавших газов"

© 2007-2017 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

Источники: http://stroy-technics.ru/article/naznachenie-ustroistvo-i-rabota-sistemy-vypuska-otrabotavshikh-gazov